[0001] La présente invention se rapporte à un dispositif de commande d'un appareillage électrique
comportant un contact mobile apte à occuper une position fermée et une position ouverte.
[0002] Par appareillage électrique, il est ici entendu de façon générale un disjoncteur,
un sectionneur, ou encore un dispositif de mise à la terre. Sont également inclus
des appareillages combinant ces diverses fonctions, tels que les disjoncteurs-sectionneurs.
[0003] De l'art antérieur, il est connu de mettre en oeuvre des dispositifs de conception
dite « conception mixte », en ce sens qu'ils intègrent à la fois un moteur électrique
et un système de ressort mécanique pour réaliser les phases de fermeture et d'ouverture
du contact mobile de l'appareillage. Le moteur permet alors de maîtriser, par l'intermédiaire
d'asservissements appropriés, les différentes missions de l'appareillage électrique
telles que l'ouverture et la fermeture de ses contacts.
[0004] Ces solutions, bien que répandues, présentent un certain nombre d'inconvénients,
tels que ceux découlant de l'utilisation conjointe et simultanée de la puissance du
moteur et de l'énergie du ressort pour réaliser chacune des deux phases d'ouverture
et de fermeture du contact mobile.
[0005] En effet, pour pouvoir bénéficier de l'énergie du ressort lors de l'une de ces deux
phases, il est nécessaire de lui faire emmagasiner de l'énergie lors de l'autre de
ces phases, et inversement. Ainsi, cette nécessité de contraindre le ressort mécanique
pendant ces deux phases conduit habituellement à employer des moteurs surdimensionnés
pour pouvoir atteindre les vitesses d'ouverture et de fermeture requises pour le contact
mobile.
[0006] En outre, ce type de conception mixte pour le dispositif de commande implique généralement
de prévoir une course d'ouverture et de fermeture du contact mobile qui est supérieure
à celle nécessaire, ce qui le rend plus complexe, plus lourd et moins compact.
[0007] L'invention a donc pour but de proposer un dispositif de commande de conception simple
et fiable pour un appareillage électrique, de préférence du type moyenne ou haute
tension.
[0008] Pour ce faire, l'invention a pour objet un dispositif de commande d'un appareillage
électrique, tel qu'un appareillage de coupure d'énergie électrique, comportant un
contact mobile apte à occuper une position fermée et une position ouverte, le dispositif
de commande étant destiné à assurer le déplacement du contact mobile et comprenant
un moteur, un ressort mécanique ainsi qu'un bras d'actionnement disposant d'un premier
point de raccordement et d'un second point de raccordement. Selon l'invention, le
bras d'actionnement est apte à occuper une position de fermeture permettant de placer
le contact mobile dans sa position fermée et dans laquelle le second point de raccordement
se situe en un point P1, une position d'ouverture permettant de placer le contact
mobile dans sa position ouverte et dans laquelle le second point de raccordement se
situe en un point P2 distinct de P1, et une position réarmée dans laquelle le second
point de raccordement se situe en un point P3 distinct de P2 et P1, ce dispositif
de commande étant conçu pour que le second point de raccordement puisse être déplacé
successivement, le long d'une ligne fermée incluant lesdits points P1, P2 et P3 :
- lors d'une phase d'ouverture du contact mobile, sous l'effet du ressort mécanique,
du point P1 au point P2 ;
- lors d'une phase de réarmement du ressort mécanique, sous l'effet d'une mise en marche
du moteur et en conservant la position ouverte du contact mobile, du point P2 au point
P3 ; et
- lors d'une phase de fermeture du contact mobile, également sous l'effet d'une mise
en marche du moteur, du point P3 au point P1.
[0009] Le principe de l'invention est donc basé sur une conception permettant d'effectuer
de façon successive trois phases distinctes de mise en mouvement du bras d'actionnement,
entre l'instant où le contact mobile quitte sa position fermée et l'instant où il
y revient après avoir occupé sa position ouverte. Effectivement, par rapport aux dispositifs
de l'art antérieur, il est prévu d'effectuer une phase de réarmement du ressort mécanique,
distincte des phases de fermeture et d'ouverture du contact mobile, cette dernière
pouvant quant à elle être réalisée sous la simple action de la libération de l'énergie
ayant été préalablement emmagasinée par le ressort. Par conséquent, durant toute la
phase de fermeture du contact mobile, achevée lorsque ce dernier a atteint sa position
fermée, aucun emmagasinage d'énergie ne doit être effectué par le ressort, de sorte
que la course de ce contact est parfaitement maîtrisée, et nécessite moins d'énergie
que celle requise avec les réalisations de l'art antérieur. La mise en oeuvre de cette
phase de fermeture peut ainsi être réalisée au moyen d'un moteur de plus faible puissance
que dans l'art antérieur.
[0010] De plus, la mise en oeuvre de la phase d'ouverture est extrêmement fiable en raison
du fait qu'elle ne requiert avantageusement pas de mise en marche du moteur électrique,
mais peut au contraire s'effectuer automatiquement par une simple libération d'énergie
du ressort dès que les moyens de blocage du contact mobile en position fermée ont
été désactivés.
[0011] La phase de réarmement du ressort n'engendre aucun déplacement du contact mobile,
qui reste donc dans sa position ouverte, de préférence sans l'aide d'aucun moyen de
blocage mais simplement de par la conception et la géométrie spécifiques du dispositif
de commande. Cette phase a pour unique but de faire emmagasiner de l'énergie au ressort,
avant que le contact ne débute sa phase de fermeture durant laquelle il est déplacé
vers sa position fermée. Par conséquent, il est à comprendre que la conception proposée
par l'invention permet avantageusement d'obtenir une course de ce contact qui est
totalement optimisée, puisque celle-ci ne va pas au-delà de celle juste nécessaire
pour relier les positions ouverte et fermée du contact mobile.
[0012] D'autre part, la course de fermeture du contact mobile est parfaitement maîtrisée,
étant donné qu'elle est réalisée par la mise en marche du moteur, et qu'elle n'engendre
pas non plus de mise en contrainte du ressort qui a déjà été suffisamment réarmé pour
pouvoir ultérieurement assurer seul la phase d'ouverture. Ici encore, en raison du
fait qu'il n'existe aucun besoin de mettre le ressort en contrainte durant cette phase
de fermeture, la puissance requise pour déplacer le contact mobile à la vitesse souhaitée
jusqu'à sa position fermée est moins importante que celle nécessitée avec les réalisations
de l'art antérieur, de sorte que le moteur employé peut par voie de conséquence être
de plus petite puissance, et donc moins coûteux.
[0013] De préférence, comme cela a été mentionné précédemment, le dispositif de commande
est conçu de sorte que durant la phase de fermeture du contact mobile conduisant à
un déplacement du second point de raccordement du point P3 au point P1, l'énergie
stockée dans le ressort mécanique ne varie pas, c'est-à-dire que ce dernier ne libère
ni n'emmagasine d'énergie durant cette phase.
[0014] A ce titre, il est tout de même indiqué que ce dispositif pourrait être conçu afin
que le ressort remplisse un rôle d'accélérateur à l'instant de l'initiation de la
phase de fermeture du contact mobile, en libérant une partie de son énergie préalablement
emmagasinée et s'ajoutant à la puissance délivrée par le moteur, et/ou un rôle de
frein en fin de phase de fermeture du contact mobile, par une mise en contrainte de
ce ressort.
[0015] Préférentiellement, la ligne fermée prend grossièrement la forme d'un triangle dont
les points P1, P2, P3 constituent préférentiellement ses sommets, les trois côtés
correspondant alors chacun à un trajet du second point de raccordement du bras d'actionnement,
durant l'une des trois phases distinctes précitées.
[0016] De manière préférée, le dispositif est conçu de sorte que la phase d'ouverture du
contact mobile, conduisant à un déplacement du second point de raccordement du point
P1 au point P2, soit réalisée uniquement sous l'effet du ressort mécanique, de manière
à obtenir une très grande fiabilité, ou bien réalisée de façon à ce que le moteur
assiste ce ressort mécanique.
[0017] On peut alors indifféremment prévoir que le dispositif de commande délivre un mouvement
de sortie linéaire ou rotatif en direction du contact mobile. De plus, afin d'avoir
une bonne maîtrise de la phase de fermeture du contact mobile, il est de préférence
utilisé un moteur du type servomoteur.
[0018] De préférence, la position du contact mobile est asservie pendant la phase de fermeture,
par rapport à une consigne se présentant sous la forme d'une fonction mathématique
du temps. De la même manière on peut prévoir que la vitesse du contact mobile est
asservie pendant la phase de fermeture, par rapport à une consigne se présentant sous
la forme d'une fonction mathématique du temps, et que l'accélération du contact mobile
est asservie pendant la phase de fermeture, toujours par rapport à une consigne se
présentant sous la forme d'une fonction mathématique du temps.
[0019] De manière toujours préférentielle, le dispositif comporte des moyens permettant
d'emmagasiner de l'énergie se dégageant lors de la phase d'ouverture du contact mobile
sous l'effet de la détente du ressort mécanique, ces moyens étant conçus pour transférer
l'énergie emmagasinée vers le ressort mécanique, lors de la phase de réarmement de
ce dernier. Ce transfert d'énergie permet avantageusement de faciliter l'initiation
de la phase de réarmement du ressort, normalement assurée par le moteur. A titre d'exemple
indicatif, l'emmagasinage et la restitution de l'énergie est réalisé au moyen d'un
volant d'inertie, tel qu'une croix de Malte. Ce volant est alors mis en rotation en
fin de phase d'ouverture sous l'action d'une pièce mobile, et, de façon similaire,
il initie la phase de réarmement en restituant au ressort l'énergie cinétique emmagasinée.
A ce titre, il est bien entendu noté que l'énergie stockée/emmagasinée par le volant
d'inertie lors de la phase d'ouverture est constituée par une partie de l'énergie
délivrée par le ressort et/ou le moteur qui n'est donc plus utilisée pour assurer
la fin du déplacement du contact mobile. De ce fait, cette partie de l'énergie, que
l'on différencie de celle ayant permis au contact mobile d'atteindre la vitesse d'ouverture
requise, peut être qualifiée d'énergie en excès dégagée par le ressort et/ou le moteur,
lors de la fin de la phase d'ouverture.
[0020] De préférence, le second point de raccordement du bras d'actionnement est constitué
par un doigt guidé le long d'un chemin défini au moins partiellement matériellement
sur un corps fixe, et suivant la ligne fermée.
[0021] Ainsi, ce chemin défini au moins partiellement structurellement sur le corps fixe
peut être réalisé de toute façon connue de l'homme du métier, par exemple à l'aide
de guides unilatéraux et/ou bilatéraux disposés de façon adjacente afin de suivre
la ligne fermée, ou bien encore à l'aide d'une rainure pratiquée dans le corps fixe
et pénétrée par le doigt susmentionné, comme cela est l'objet du premier mode de réalisation
préféré qui va être présenté ci-dessous. Si il est envisagé que le chemin soit intégralement
défini matériellement sur un corps fixe, on peut alternativement envisager, comme
cela ressort de ce qui précède, que ce chemin soit en partie défini autrement que
structurellement sur le corps fixe. A ce titre, on peut noter que dans la/les portions
du chemin non-définies structurellement, le second point de raccordement est par exemple
guidé le long de ce chemin du fait de la position spécifique des moyens de transmission
qui seront présentés ultérieurement et qui sont raccordés à ce même second point,
et du fait de la position des poulies ou galets destinés à être associés à ces moyens
de transmission.
[0022] Une autre alternative pourrait également consister, sans sortir de cadre de l'invention,
à ce que le chemin ne soit pas du tout défini structurellement sur un corps fixe,
mais par exemple constitué d'une succession de segments de droites et de courbes le
long desquels le second point de raccordement est capable de se déplacer du simple
fait de la conception et du positionnement des moyens de transmission et des poulies
ou galets associés à ces moyens de transmission, qui sont bien entendu prévus pour
coopérer avec le second point de raccordement. En d'autres termes, on prévoit donc
que le chemin est constitué d'une succession de segments de droites et de courbes
matérialisés par les moyens de transmission et un ensemble de poulies ou galets judicieusement
agencés.
[0023] Selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention dans lequel
le chemin est intégralement défini matériellement sur un corps fixe, le second point
de raccordement du bras d'actionnement est constitué par un doigt guidé dans une rainure
suivant la ligne fermée et pratiquée dans le corps fixe. Ainsi, ce doigt est donc
en mesure de coulisser dans sa rainure associée, par glissement et/ou roulement, sans
sortir du cadre de l'invention.
[0024] Dans ce premier mode, il est prévu des moyens de transmission interposés entre le
ressort mécanique et le bras d'actionnement, ces moyens de transmission étant raccordés
de façon rotative sur le doigt. Ils prennent de préférence la forme d'une chaîne ou
d'un câble maintenu en permanence en tension durant la mise en mouvement du bras d'actionnement,
directement ou préférentiellement par l'intermédiaire d'au moins un galet. Néanmoins,
il serait possible d'utiliser d'autres moyens de transmission connus de l'homme du
métier, comme par exemple du type lanière, sangle, courroie crantée, assemblage de
bielles articulées, ruban, corde, faisceau de fibres, etc. D'une manière plus générale,
les moyens de transmission préférentiellement retenus présentent une configuration
linéaire.
[0025] Par ailleurs, il est noté que ces moyens sont de préférence également maintenus en
tension en dehors des phases de mise en mouvement du bras d'actionnement.
[0026] Selon une première alternative du premier mode de réalisation préféré, il est prévu
que la portion de la ligne fermée définie entre les points P1 et P2 soit au moins
en partie rectiligne, et de préférence entièrement rectiligne. Dans un tel cas, le
dispositif est alors préférentiellement conçu de telle sorte que lorsque le second
point de raccordement du bras d'actionnement se situe au point P1, le bras d'actionnement,
les moyens de transmission et un axe du ressort mécanique sont alignés, de préférence
selon une direction définie par les points P1 et P2.
[0027] Selon une seconde alternative du premier mode de réalisation préféré, il est prévu
que la ligne fermée définie entre les points P1 et P2 soit une portion de forme au
moins partiellement concave. Néanmoins, cette portion pourrait être de forme au moins
partiellement convexe, ou encore comporter une zone concave associée à une zone rectiligne,
sans sortir du cadre de l'invention. En fonction des besoins rencontrés, il est donc
possible d'avoir une portion intégrant au moins une zone rectiligne, et/ou au moins
une zone concave, et/ou au moins une zone convexe.
[0028] Pour ces deux alternatives, on prévoit de façon préférée que les deux portions de
la ligne fermée définies respectivement entre les points P2 et P3, et P3 et P1, sont
des portions de forme au moins partiellement convexe, de préférence entièrement convexe,
prenant par exemple chacune la forme d'un arc de cercle. Ici encore, il est possible
de prévoir des portions intégrant chacune au moins une zone rectiligne, et/ou au moins
une zone concave, et/ou au moins une zone convexe. A ce titre, les deux portions de
la ligne fermée définies respectivement entre les points P2 et P3, et P3 et P1, sont
préférentiellement des portions de forme au moins partiellement concave.
[0029] De préférence, dans ce premier mode de réalisation préféré, le dispositif comprend
un premier levier de commande piloté par le moteur de manière à pouvoir amener le
doigt du point P2 au point P3, par contact avec ce même doigt, et comprend également
un second levier de commande piloté par le moteur de manière à pouvoir amener ce doigt
du point P3 au point P1, toujours par contact avec ce même doigt. Ainsi, dans ce premier
mode de réalisation préféré où le pion se situe dans la rainure, il est bien entendu
que le déplacement de ce pion s'effectue par glissement et/ou roulement au travers
de la rainure.
[0030] De plus, on prévoit que les premier et second leviers de commande soient mis en mouvement
simultanément par le moteur, durant les phases de réarmement du ressort mécanique
et de fermeture du contact mobile. De ce fait, on peut avantageusement disposer d'un
unique moteur pour piloter les deux leviers aux fonctions différentes, ce qui simplifie
sensiblement la conception du dispositif de commande. Cependant, il est également
envisageable de prévoir que les premier et second leviers de commande soient mis en
mouvement indépendamment par le moteur, respectivement durant les phases de réarmement
du ressort mécanique et de fermeture du contact mobile.
[0031] Selon un second mode de réalisation de la présente invention, le dispositif comprend
un système d'engrenages pourvu d'une couronne intérieure fixe de rayon R1, d'un satellite
de rayon R2 engrenant extérieurement avec la couronne, ainsi que d'un porte-satellite
disposant d'un arbre rotatif agencé selon un axe central de la couronne intérieure,
le second point de raccordement du bras d'actionnement étant constitué par un doigt
monté de façon rotative sur le satellite, celui-ci disposant d'un axe central parallèle
à un axe central du doigt et espacé de ce dernier axe d'une distance d1.
[0032] Cet agencement permet de faire décrire une ligne fermée du type hypocycloïde au second
point de raccordement, qui est tout à fait adaptée pour recréer le cycle désiré de
mise en mouvement du bras d'actionnement.
[0033] Le dispositif comprend des moyens de transmission interposés entre le ressort mécanique
et le bras d'actionnement, ces moyens de transmission étant raccordés de façon rotative
sur le satellite de manière à pouvoir pivoter par rapport à celui-ci autour d'un axe
de rotation parallèle à l'axe central du satellite et espacé de ce dernier axe d'une
distance d2. Ici aussi, les moyens de transmission prennent de préférence la forme
d'une chaîne ou d'un câble maintenu en permanence en tension durant la mise en mouvement
du bras d'actionnement, directement ou préférentiellement par l'intermédiaire d'au
moins un galet. Néanmoins, il serait possible d'utiliser d'autres moyens de transmission
connus de l'homme du métier, comme par exemple du type lanière, sangle, courroie crantée,
assemblage de bielles articulées, ruban, corde, faisceau de fibres, etc. D'une manière
plus générale, les moyens de transmission préférentiellement retenus présentent une
configuration linéaire. Par ailleurs, il est noté que ces moyens sont de préférence
également maintenus en tension en dehors des phases de mise en mouvement du bras d'actionnement.
[0034] Dans les alternatives qui suivent, les paramètres R1 et R2 sont fixés de manière
à remplir la condition (1) 5 > R1/R2 > 1, et de préférence la condition plus restrictive
(2) R1/R2 = 3, qui permet notamment d'assurer la condition de périodicité des trois
phases distinctes. Il est noté que la valeur du rapport de rayons R1/R2 donné ci-dessus
correspond également au rapport du nombre de dents portées par la couronne et le satellite.
[0035] Selon une première alternative du second mode de réalisation préféré, l'axe de rotation
précité des moyens de transmission et l'axe central du doigt sont confondus, ce qui
implique que la valeur de d1 est égale à celle de d2.
[0036] Dans un tel cas, on peut prévoir que les paramètres R1, R2, d1 sont fixés de manière
à remplir la condition (3) 2 > d1/R2 > 0,2, et plus préférentiellement la condition
(4) d1/R2 = 1/3, toujours de préférence en respectant la condition (2) R1/R2 = 3.
Bien entendu, le rapport d1/R2 peut s'étendre entre 0,3 et 0,4, ou donc dans une gamme
plus large allant de 0,2 à 2.
[0037] Dans le cas spécifique où l'on prévoit que d1/R2 = 1/3, la ligne fermée selon laquelle
se déplace le second point de raccordement lors du cycle de mise en mouvement du bras
d'actionnement dispose alors d'une forme grossière de triangle, dont les côtés sont
sensiblement de forme convexe.
[0038] Selon une seconde alternative du second mode de réalisation préféré, l'axe de rotation
précité des moyens de transmission et l'axe central du doigt sont distincts.
[0039] Dans ce cas, les paramètres R1, R2, d1 et d2 sont fixés de manière à remplir les
conditions (2) R1/R2 = 3, (3) 2 > d1/R2 > 0,2, et (5) 2 > d2/R2 > 0,2.
[0040] Plus préférentiellement, on prévoit que les paramètres R1, R2, d1 et d2 sont fixés
de manière à remplir les conditions (6) d1/R2 = 1, et (7) d2/R2 = 1/3, toujours de
préférence en respectant la condition (2) R1/R2 = 3.
[0041] Ici encore, les valeurs pour cette seconde alternative sont uniquement données à
titre d'exemple illustratif, et ne sont donc pas limitatives. A cet égard, il est
noté que les trois conditions indiquées ci-dessus permettent à la ligne fermée selon
laquelle se déplace le second point de raccordement de disposer d'une forme grossière
de triangle, dont les côtés sont sensiblement de forme concave.
[0042] Par ailleurs, le système d'engrenages comporte en outre une roue dentée entraînée
par le moteur et montée de façon rotative sur l'arbre rotatif du porte-satellite,
la roue dentée étant couplée mécaniquement au porte-satellite de manière à autoriser
une libre rotation de celui-ci autour de son arbre lors de la phase d'ouverture du
contact mobile durant laquelle le doigt est déplacé du point P1 au point P2 sous l'effet
du ressort mécanique, et de manière à entraîner en rotation avec elle ce même porte-satellite
lors des phases de réarmement du ressort et de fermeture du contact mobile, durant
lesquelles le doigt est respectivement déplacé des points P2 à P3, et des points P3
à P1, sous l'effet de la mise en marche du moteur entraînant la rotation de la roue
dentée.
[0043] Pour ce faire, on peut prévoir que la roue dentée est couplée mécaniquement au porte-satellite
par l'intermédiaire d'une rainure circulaire pratiquée sur un secteur angulaire de
la roue, et traversée par un arbre du porte-satellite portant de façon librement rotative
le satellite et étant agencé selon l'axe central de ce dernier.
[0044] Dans ce second mode de réalisation préféré de la présente invention, le moteur est
prévu pour assister le ressort durant la phase d'ouverture, par exemple durant une
partie seulement de cette phase d'ouverture.
[0045] On prévoit alors que le moteur assiste le ressort et permet, durant la phase d'ouverture,
d'asservir la position du contact mobile par rapport à une consigne se présentant
sous la forme d'une fonction mathématique du temps. De la même manière, on prévoit
que le moteur assiste le ressort et permet, durant la phase d'ouverture, d'asservir
la vitesse du contact mobile par rapport à une consigne se présentant sous la forme
d'une fonction mathématique du temps, et/ou d'asservir l'accélération du contact mobile
par rapport à une consigne se présentant toujours sous la forme d'une fonction mathématique
du temps.
[0046] Naturellement, il est prévu que le dispositif soit conçu de sorte que l'ouverture
du contact mobile puisse être effectuée même lorsque le moteur n'est pas en mesure
d'assister le ressort ou d'asservir les paramètres de l'ouverture du contact mobile.
[0047] L'invention a également pour objet un appareillage électrique comportant un contact
mobile apte à occuper une position fermée et une position ouverte, cet appareillage
comportant un dispositif de commande tel que celui exposé ci-dessus.
[0048] Enfin, l'invention se rapporte également à un procédé de commande d'un appareillage
électrique mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif de commande tel que celui exposé
ci-dessus.
[0049] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans
la description détaillée ci-dessous, qui sera faite au regard des dessins annexés
parmi lesquels ;
- les figures 1a à 1c représentent schématiquement le principe de l'invention, en montrant
le dispositif de commande à différents stades lors d'un cycle de commande partant
d'un instant où le contact mobile occupe sa position fermée, et se poursuivant jusqu'à
ce qu'il retrouve cette même position après avoir occupé la position ouverte ;
- la figure 2 montre une vue similaire à celle représentée sur la figure 1b, sur laquelle
le dispositif de commande a été adapté pour fournir un mouvement de sortie rotatif
pour le contact mobile ;
- la figure 3 représente une vue en perspective d'un dispositif de commande selon une
première alternative d'un premier mode de réalisation préféré de la présente invention
;
- les figures 4a à 4d montrent le dispositif de commande de la figure 3 à différents
stades lors d'un cycle de commande partant d'un instant où le contact mobile occupe
sa position fermée, et se poursuivant jusqu'à ce qu'il retrouve cette même position
après avoir occupé la position ouverte ;
- la figure 5 représente une vue de face d'un dispositif de commande selon une seconde
alternative du premier mode de réalisation préféré de la présente invention ;
- les figures 6a et 6b représentent des vues de face et de côté d'un dispositif de commande
selon une première alternative d'un second mode de réalisation préféré de la présente
invention ;
- la figure 7 représente schématiquement la ligne fermée selon laquelle se déplace le
second point de raccordement du bras d'actionnement lors du cycle de mise en mouvement
de ce bras appartenant au dispositif montré sur les figures 6a et 6b ;
- les figures 7a à 7c montrent le dispositif de commande des figures 6a et 6b à différents
stades lors d'un cycle de commande partant d'un instant où le contact mobile occupe
sa position fermée, et se poursuivant jusqu'à ce qu'il retrouve cette même position
après avoir occupé la position ouverte ;
- les figures 8a et 8b représentent des vues de face et de côté d'un dispositif de commande
selon une seconde alternative du second mode de réalisation préféré de la présente
invention ;
- la figure 9 représente schématiquement la ligne fermée selon laquelle se déplace le
second point de raccordement lors du cycle de mise en mouvement du bras d'actionnement
appartenant au dispositif montré sur les figures 8a et 8b ;
- la figure 10 représente une vue similaire à celle montrée sur la figure 9, sur laquelle
une manière préférentielle de réaliser les moyens de transmission a été détaillée
; et
- les figures 11a à 11c représentent une façon de réaliser les moyens permettant d'emmagasiner
de l'énergie en excès se dégageant lors de la phase d'ouverture du contact mobile
sous l'effet du ressort mécanique.
[0050] En référence tout d'abord aux figures 1a à 1c schématisant le principe de l'invention,
on peut apercevoir de façon très schématique un dispositif de commande 1 à différents
stades lors d'un cycle de commande partant d'un instant où le contact mobile (non
représenté), qu'il est censé piloter, occupe sa position fermée, et se poursuivant
jusqu'à ce qu'il retrouve cette même position après avoir occupé sa position ouverte.
La figure 1a représente ainsi à la fois la position initiale et la position finale
du cycle, les figures se lisant alors de façon cyclique dans l'ordre 1a, 1b, 1c, 1a,
etc.
[0051] Ce dispositif de commande 1 est effectivement destiné à équiper un appareillage électrique
comportant un contact mobile apte à occuper une position fermée et une position ouverte,
comme par exemple un disjoncteur, un sectionneur, ou encore un dispositif de mise
à la terre. Il est noté que cet appareillage est également objet de la présente invention.
[0052] Pour assurer son rôle de commande du contact mobile, le dispositif 1 comporte tout
d'abord un organe de sortie 2 prenant par exemple la forme d'une barre destinée à
coulisser selon son propre axe, le long d'un chemin de barre 4. Cet organe 2 dispose
d'une extrémité de raccordement avec le contact mobile 2a, ainsi que d'une extrémité
de raccordement avec un bras d'actionnement 2b. A cet égard, on peut donc noter que
l'extrémité 2a, qui est indifféremment raccordée de façon directe ou indirecte au
contact mobile de l'appareillage, est donc capable d'être animée d'un mouvement de
va-et-vient selon l'axe de l'organe 2, ce qui lui permet de délivrer un mouvement
de sortie linéaire en direction du contact mobile, comme cela est représenté schématiquement
par la double-flèche 6a.
[0053] Comme évoqué ci-dessus, le dispositif 1 comporte un bras d'actionnement 8, disposant
d'un premier point de raccordement 8a monté de façon articulée sur l'extrémité 2b
de l'organe 2, et d'un second point de raccordement 8b ayant la particularité de pouvoir
être déplacé le long d'une ligne fermée L représentée sur les figures 1a à 1c. Le
premier point 8a est donc quant à lui également destiné à être animé d'un mouvement
de va-et-vient selon l'axe de l'organe 2 durant un cycle de mise en mouvement du bras
8, puisqu'il est directement raccordé sur l'extrémité 2b de cet organe coulissant.
[0054] Bien entendu, les deux modes de réalisation préférés qui seront décrits ultérieurement
donnent des solutions possibles pour faire suivre une ligne fermée au second point
de raccordement. Cependant, celles-ci ne sont évidemment pas limitatives.
[0055] D'autre part, le dispositif 1 comporte un moteur 10 du type servomoteur, un ressort
mécanique 12 qui peut éventuellement être remplacé par une pluralité de ressorts,
ainsi que des moyens de transmission 14 interposés entre le ressort 12 et le bras
d'actionnement 8. Plus précisément, les moyens de transmission 14, par exemple du
type chaîne, câble, lanière, sangle, courroie crantée, assemblage de bielles articulées,
ruban, corde, faisceau de fibres, etc, comprennent une première extrémité 14a montée
de façon articulée sur le second point de raccordement 8b, ainsi qu'une seconde extrémité
14b coopérant avec une extrémité du ressort 12.
[0056] Dans le cas préférentiel montré sur les figures 1a à 1c, le ressort 12 est un ressort
fonctionnant en compression, avec une extrémité plaquée contre un élément fixe 16
du dispositif 1, et l'autre extrémité plaquée contre la seconde extrémité 14b des
moyens de transmission 14, ces derniers traversant successivement l'élément 16 ainsi
que le ressort 12.
[0057] En référence plus spécifiquement à la figure 1a, on peut voir que le bras 8 se trouve
dans une position de fermeture plaçant l'organe 2 lui étant directement raccordé dans
une position telle que son extrémité 2a permet au contact mobile d'occuper sa position
fermée. Il est rappelé que le contact mobile est maintenu fermement dans cette position
fermée par l'intermédiaire de moyens classiques de blocage (non représentés), connus
de l'homme du métier. A titre indicatif, ces moyens de blocage appartiennent indifféremment
au dispositif de commande ou à une autre partie de l'appareillage électrique.
[0058] Dans cette position de fermeture, le bras 8 est de préférence sensiblement parallèle
à la direction 6a, et son second point de raccordement 8b occupe un point P1 de la
ligne fermée L, qui est préférentiellement agencée dans un plan, et qui dispose de
préférence d'une forme grossière de triangle. Naturellement, il est possible d'envisager
des réalisations dans lesquelles en position de fermeture, le bras 8 est incliné par
rapport à la direction 6a.
[0059] Par ailleurs, toujours dans cette position de fermeture, le ressort mécanique 12
est comprimé entre l'élément 16 et l'extrémité 14b des moyens de transmission 14.
[0060] Lorsqu'un ordre d'ouverture du contact mobile est reçu par l'appareillage, les moyens
de blocage précités du contact mobile sont désactivés. A cet égard, il est noté que
ces moyens agissent de préférence de façon indirecte sur le contact mobile, c'est-à-dire
au plus près du réservoir d'énergie afin de limiter au maximum le nombre de pièces
sous contraintes mécaniques permanentes.
[0061] Suite à cette désactivation, il est initié une phase d'ouverture du contact mobile
assurée par la libération d'énergie du ressort 12. En effet, durant cette phase, le
ressort 12 sollicite la seconde extrémité 14b des moyens de transmission qui s'éloigne
donc de l'élément fixe 16, en entraînant avec elle l'ensemble des moyens 14, ainsi
que le bras d'actionnement 8 dont le second point de raccordement 8b suit la ligne
L le long d'une première portion de celle-ci.
[0062] La phase d'ouverture s'achève lorsque le contact mobile a atteint sa position ouverte,
dans laquelle il est de préférence maintenu simplement de par la conception et la
géométrie spécifiques du dispositif de commande, et donc sans qu'il ne soit fait appel
aux moyens de blocage. Le bras 8 occupe alors une position d'ouverture telle que montrée
sur la figure 1b, dans laquelle le second point de raccordement 8b se positionne en
un point P2 de la ligne fermée L, correspondant à la limite de la première portion
de cette ligne.
[0063] De préférence, pour des raisons de sûreté de fonctionnement, en particulier de disponibilité
de l'appareillage électrique, cette phase d'ouverture est réalisée uniquement sous
l'effet du ressort mécanique 12, sans intervention du moteur 10. En effet, les appareillages
électriques utilisés pour la protection des ouvrages de transport et de distribution
de l'énergie électrique doivent être capables de fonctionner même en cas de défaillance
des sources d'énergie auxiliaires.
[0064] Ensuite, directement après l'achèvement de la phase d'ouverture du contact mobile,
il est initié une phase de réarmement du ressort 12 ayant préalablement libéré son
énergie, au moins en partie. Cette phase de réarmement est réalisée à l'aide du moteur
10 assurant d'une manière quelconque un mouvement de bras 8 de sorte que son second
point de raccordement 8b se déplace le long d'une seconde portion de la ligne L jusqu'à
un point P3 de celle-ci, et de sorte que son premier point de raccordement 8a reste
dans une position assurant que le contact mobile conserve sa position ouverte, comme
le montre la figure 1c. En d'autres termes, durant cette phase de réarmement, le second
point 8b se déplace entre les points P2 et P3 de la ligne L, tandis que le premier
point 8a, l'organe 2 et le contact mobile gardent sensiblement un même positionnement.
[0065] Durant cette phase de réarmement du ressort 12, les moyens de transmission 14 sont
entraînés par le second point de raccordement 8b en mouvement, ce qui pousse leur
extrémité 14b à se rapprocher de l'élément fixe 16 et donc à faire emmagasiner de
l'énergie au ressort 12, par compression de celui-ci.
[0066] Lorsqu'un ordre de fermeture du contact mobile est reçu par l'appareillage, les moyens
de blocage précités du contact mobile sont désactivés, et une phase de fermeture du
contact mobile est initiée par le dispositif 1, par la mise en marche du moteur 10
assurant d'une manière quelconque un mouvement de bras 8 de sorte que son second point
de raccordement 8b se déplace le long d'une troisième portion de la ligne L, jusqu'au
point P1 précité.
[0067] De préférence, cette phase est réalisée uniquement avec l'énergie transmise par le
moteur 10, et aucune énergie provenant du ressort 12. D'autre part, on fait de préférence
en sorte que durant cette phase de fermeture du contact mobile, le ressort mécanique
12 n'emmagasine pas d'énergie supplémentaire, puisque la phase antérieure de réarmement
de celui-ci lui a permis d'emmagasiner suffisamment d'énergie pour pouvoir assurer
une phase ultérieure d'ouverture du contact mobile.
[0068] De ce fait, pendant la phase de fermeture du contact mobile durant laquelle le bras
8 passe de sa position réarmée montrée sur la figure 1c à sa position de fermeture
montrée sur la figure 1a, l'extrémité 14b des moyens de transmission 14 reste immobile,
assurant un écartement inchangé entre l'élément fixe 16 et cette extrémité 14b. En
revanche, l'autre extrémité 14a suit le déplacement du second point 8b du bras 8,
en pivotant autour de celui-ci.
[0069] De préférence, les trois portions précitées de la ligne L formant grossièrement un
triangle constituent alors les trois côtés de ce triangle, dont les points P1, P2,
et P3 peuvent par conséquent être considérés comme ses sommets. A cet égard, il est
noté que la forme des trois portions représentées sur les figures 1a à 1c n'est en
aucun cas limitative. A titre indicatif, il est noté que le point P2 pourrait alternativement
être placé entre les points P2 et P3 représentés sur les figures 1a à 1c, sans sortir
du cadre de l'invention.
[0070] On peut faire en sorte que le dispositif 1 comporte des moyens permettant d'emmagasiner
de l'énergie en excès se dégageant lors de la phase d'ouverture du contact mobile
sous l'effet du ressort mécanique, comme cela sera décrit ultérieurement en référence
aux figures 11a à 11c. Cela permet ainsi de pouvoir transférer cette énergie en excès
vers le ressort mécanique, lors de la phase de réarmement de ce dernier, et de préférence
au moment de l'initiation de celle-ci. Par conséquent, cette phase de réarmement visant
à comprimer le ressort s'effectue avantageusement à l'aide de l'énergie transmise
par le moteur, mais également à l'aide de l'énergie transmise par ces moyens additionnels
pouvant par exemple prendre la forme d'un volant d'inertie.
[0071] Par ailleurs, il est noté que même si le dispositif est de préférence conçu de sorte
que la phase de fermeture du contact mobile s'effectue sans qu'il ne se produise de
libération ou d'emmagasinage d'énergie pour le ressort mécanique, on peut tout de
même prévoir que ce dispositif soit conçu afin que le ressort remplisse un rôle d'accélérateur
de la mise en mouvement du second point de raccordement, à l'instant de l'initiation
de la phase de fermeture du contact mobile, en libérant une partie de son énergie
préalablement emmagasinée et s'ajoutant à celle délivrée par le moteur. D'autre part,
le ressort pourrait également remplir une fonction de freinage en fin de phase de
fermeture du contact mobile, par une mise en compression de ce ressort permettant
de ralentir la vitesse de déplacement du second point de raccordement, et celle de
l'ensemble du bras d'actionnement arrivant à proximité de sa position de fermeture
montrée sur la figure 1a.
[0072] La figure 2 montre une vue schématique du dispositif de commande 1 sur laquelle celui-ci
a été légèrement modifié par rapport à celui des figures 1a à 1c, pour pouvoir délivrer
un mouvement de sortie rotatif pour le contact mobile. Cette solution couverte par
la présente invention peut par exemple être obtenue en remplaçant la barre coulissante
par un organe de sortie 2 pivotant autour d'un arbre fixe 20, cet organe de sortie
2 pouvant alors disposer d'une première branche portant l'extrémité 2b raccordée de
façon rotative au premier point de raccordement 8a du bras 8, et d'une seconde branche
décalée angulairement par rapport à la première et portant l'extrémité 2a destinée
à être raccordée au contact mobile. Dans l'exemple représenté, l'organe de sortie
2 est monté sur l'arbre 20 au niveau de la jonction entre ses deux branches, ce qui
permet de délivrer un mouvement de sortie rotatif, centré sur cet arbre 20, en direction
du contact mobile, comme cela est représenté schématiquement par la double-flèche
6b.
[0073] En référence à présent aux figures 3 et 4a, on peut apercevoir un dispositif de commande
1 selon une première alternative d'un premier mode de réalisation préféré de la présente
invention, la figure 3 montrant le bras d'actionnement 8 dans une position intermédiaire
entre sa position de fermeture et sa position d'ouverture, tandis que la figure 4a
montre le bras d'actionnement 8 dans sa position de fermeture.
[0074] Globalement, dans ce premier mode de réalisation préféré, l'une des particularités
réside dans le fait que le second point de raccordement 8b du bras d'actionnement
est constitué par un doigt apte à coulisser dans une rainure 22 suivant la ligne fermée
L et pratiquée dans un corps fixe 24 du dispositif 1, telle qu'une plaque. Il est
noté que ce premier mode s'inscrit dans le groupe des cas envisagés où le bras d'actionnement
8 est constitué par un doigt guidé par un chemin défini matériellement sur un corps
fixe et suivant la ligne fermée, le chemin étant donc ici défini par la rainure, mais
pouvant alternativement être délimité structurellement par des guides unilatéraux
ou bilatéraux, ou encore tout autre moyen similaire.
[0075] Ce doigt 8b traverse donc la rainure 22, en étant agencé orthogonalement par rapport
à un plan défini par celle-ci, et se situe de préférence à l'une des extrémités du
bras d'actionnement 8. Par conséquent, comme cela est le mieux visible sur la figure
3, le doigt 8b est orthogonal au plan dans lequel se trouve la ligne L. A titre indicatif,
la rainure 22 est soit réalisée traversante de part en part sur la plaque 24, soit
débouchant uniquement au niveau d'une seule des deux surfaces de cette dernière.
[0076] Par ailleurs, les moyens de transmission 14 sont ici formés par un câble 26 ou similaire
dont l'une des extrémités 14a est montée de façon pivotante sur le doigt 8b, et dont
l'autre extrémité (non référencée) porte l'extrémité 14b des moyens 14, qui est en
appui contre l'extrémité mobile du ressort 12. Par ailleurs, les moyens 14 comprennent
également de préférence au moins un galet 28 (visible sur la figure 4a) judicieusement
positionné de manière à permettre au câble 26 d'être en permanence maintenu en tension
sous l'effet du ressort 12. La présence de ce/ces galets 28, qui n'est pas forcement
nécessaire pour assurer la mise en tension permanente du câble 26, permet globalement
de guider celui-ci de façon à ce que le ressort et le moteur utilisés soient les plus
petits possibles, pour la réalisation d'un appareillage électrique donné.
[0077] D'autre part, une particularité de ce premier mode de réalisation préféré est que
le dispositif 1 comporte des leviers de commande pilotés par le moteur 10 et destinés
à entrer au contact du doigt 8b, afin d'être en mesure de le déplacer des points P2
à P3, et des points P3 à P1.
[0078] En effet, le dispositif 1 comporte un premier levier de commande 30 piloté par le
moteur 10 et capable d'être en mis en rotation autour d'un axe 32 parallèle au doigt
8b, à l'aide d'un système d'engrenage (non représenté) le liant à une sortie du moteur.
Comme cela sera décrit ultérieurement, ce premier levier 30 est destiné à assurer
la phase de réarmement du ressort 12.
[0079] De la même manière, le dispositif 1 comporte un second levier de commande 34 piloté
par le moteur 10 et capable d'être en mis en rotation autour d'un axe 36 parallèle
au doigt 8b, à l'aide d'un système d'engrenage (non représenté) le liant à la sortie
du moteur. Comme cela sera décrit également ultérieurement, ce second levier 34 est
destiné à assurer la phase de fermeture du contact mobile.
[0080] Ainsi, on peut comprendre que cette solution permet de mettre simultanément en mouvement
les deux leviers 30, 34, durant les phases de réarmement du ressort mécanique et de
fermeture du contact mobile. Les leviers 30, 34 sont donc en mesure d'effectuer des
mouvements synchrones leur assurant des positions correctes lors de chaque cycle de
fonctionnement. Néanmoins, il est noté qu'il pourrait être utilisé des moyens d'entraînement
assurant l'asynchronisme entre les mouvements des leviers 30 et 34.
[0081] En référence plus spécifiquement à la figure 4a, on peut voir que la première portion
de la ligne L située entre les points P1 et P2 est rectiligne, et de préférence parallèle
à la direction 6a.
[0082] De plus, les deux autres portions situées respectivement entre P2 et P3 et entre
P3 et P1 sont préférentiellement de forme convexe, et peuvent chacune constituer un
arc de cercle.
[0083] Lorsque le doigt 8b se situe en P1 tel que cela est montré sur la figure 4a, le bras
d'actionnement 8 se trouve en position de fermeture, dans laquelle il est parallèle
à la direction 6a. Par ailleurs, on peut également voir que le bras d'actionnement
8, le câble 26 et l'axe 38 du ressort mécanique 12 sont alignés selon une direction
définie par les points P1 et P2. Par conséquent, durant toute la phase d'ouverture
du contact mobile assurée par la libération d'énergie du ressort 12, l'alignement
précité est conservé, ce qui permet en particulier d'atteindre les vitesses requises
avec une force de ressort minimale. Dans ce cas préféré mais non limitatif visible
sur les figures 4a à 4d, le galet 28 est quasiment sans effet durant la phase d'ouverture,
étant donné que les deux brins de câble s'étendant de part et d'autre de celui-ci
restent sensiblement alignés. De façon alternative mais non représentée, pouvant par
exemple être mise en oeuvre lorsque l'axe 38 du ressort 12 n'est pas aligné avec la
direction définie par P1 et P2, l'alignement susvisé pourrait alors ne concerner que
le bras d'actionnement 8 et la partie du câble 26 située entre l'extrémité 14a et
le galet 28, de préférence toujours selon cette direction définie par P1 et P2.
[0084] La figure 4b montre le dispositif de commande 1 lorsque la phase d'ouverture est
achevée, c'est-à-dire lorsque le bras 8 a atteint sa position d'ouverture dans laquelle
son doigt 8b occupe le point P2 de la ligne fermée L prenant grossièrement la forme
d'un triangle. On peut voir qu'à la fin de cette phase, le bras d'actionnement 8,
le câble 26 et l'axe 38 du ressort mécanique 12 sont toujours alignés selon la direction
définie par les points P1 et P2.
[0085] Ensuite, directement après l'achèvement de la phase d'ouverture du contact mobile,
il est initié une phase de réarmement du ressort 12 ayant préalablement été libéré
d'au moins une partie de son énergie. Cette phase de réarmement est réalisée par l'intermédiaire
d'une mise en marche du moteur 10, conduisant à faire pivoter le premier levier de
commande 30 afin qu'il entre au contact du doigt 8b, et qu'il pousse ce dernier jusqu'à
ce qu'il atteigne le point P3 de la ligne L en coulissant dans la rainure 22. Une
fois la phase de réarmement achevée, les leviers 30, 34 sont ramenés à leur position
d'origine, tel que cela est montré sur la figure 4c. Sur cette même figure, on peut
apercevoir que le ressort 12 a effectivement été recomprimé, et que le premier point
de raccordement 8a n'a pas été déplacé par rapport à sa position occupée lorsque le
bras 8 reposait dans sa position d'ouverture montrée sur la figure 4b. Cela permet
bien entendu de conserver le contact mobile en position ouverte durant toute la phase
de réarmement du ressort.
[0086] Lorsque postérieurement à cette phase de réarmement, l'appareillage reçoit un ordre
de fermeture, il est alors initié une phase de fermeture du contact mobile, cette
phase étant réalisée par l'intermédiaire d'une mise en marche du moteur 10, conduisant
à faire pivoter le second levier de commande 34 afin qu'il entre au contact du doigt
8b situé en P3, et qu'il pousse ce dernier jusqu'à ce qu'il atteigne le point P1 de
la ligne L en coulissant dans la rainure 22, comme cela est montré sur la figure 4d.
Ici encore, lorsque la phase de fermeture est achevée, les leviers 30, 34, destinés
à être en mouvement parallèlement à la plaque 24 et au plan de la ligne fermée L,
sont ramenés à leur position d'origine tel que cela est montré sur la figure 4a. Sur
cette même figure, on peut apercevoir que le ressort 12 est resté dans un même état
de compression que celui adopté en fin de phase de réarmement, montré sur la figure
4c.
[0087] En référence à présent à la figure 5, on peut apercevoir un dispositif de commande
1 selon une seconde alternative du premier mode de réalisation préféré de la présente
invention, cette figure 5 montrant le bras d'actionnement 8 dans sa position de fermeture,
après que le second levier de commande 34 piloté par le moteur (non représenté) ait
amené par contact le doigt 8b au point P1 de la ligne fermée L, suivant la rainure
22.
[0088] Dans cette seconde alternative, outre le fait que les moyens de transmission 14 représentés
comprennent un deuxième galet 28 rapproché de P1 et assurant également la mise en
tension du câble 26, on peut voir que la première portion de la ligne L entre les
points P1 et P2 prend ici la forme d'une portion au moins partiellement concave. Effectivement,
celle-ci débute à partir de P1 par une zone sensiblement rectiligne, puis se poursuit
par une zone concave jusqu'au point P2. La zone rectiligne est préférentiellement
alignée avec le bras 8 situé dans sa position de fermeture, comme le montre la figure
5. De plus, le second galet 28 est placé de manière à assurer la colinéarité entre
la zone rectiligne et la partie du câble 26 située entre l'extrémité 14a et ce second
galet 28, durant la phase d'ouverture du contact mobile. De cette manière, au début
de la phase d'ouverture, ce galet 28 permet avantageusement de maintenir la partie
du câble 26 reliée au doigt 8b parallèle à la trajectoire de ce même doigt. Les vitesses
de déplacement requises pour le contact mobile sont par conséquent facilement atteintes.
[0089] L'autre galet 28 montré sur la figure 5 et plus proche du ressort 12 permet quant
à lui d'assurer une orientation correcte du câble 26 durant la phase de réarmement
du ressort 12.
[0090] Les autres éléments du dispositif de commande 1 sont identiques ou similaires à ceux
présentés dans le cadre de la première alternative décrite ci-dessus.
[0091] A ce titre, il est rappelé que dans cette alternative, le doigt 8b est guidé tout
le long de la ligne L dans un chemin défini structurellement par la rainure 22. Or
si il est effectivement envisagé que le chemin puisse être intégralement défini matériellement
sur un corps fixe, on peut alternativement envisager, comme cela a été évoqué précédemment,
que ce chemin soit en partie défini autrement que structurellement sur le corps fixe.
Pour ce faire, au niveau des portions du chemin non-définies structurellement, le
doigts 8b est par exemple guidé le long du chemin du fait de la position spécifique
des moyens de transmission et des poulies ou galets associés.
[0092] A titre d'exemple indicatif, dans la portion du chemin définie ci-dessus et dite
« zone rectiligne », c'est-à-dire celle située entre le point P1 et le second galet
28, il n'est pas nécessaire de prévoir de rainure étant donné que la trajectoire du
doigt 8b est imposée par la conception et le positionnement spécifiques des moyens
de transmission et du second galet 28. On peut donc faire en sorte d'interrompre la
rainure 22 dans la portion susvisée, ce qui permet en outre avantageusement de ne
pas rencontrer de frottement du doigt 8b dans la rainure à ce moment particulier du
cycle où la vitesse de déplacement du contact mobile est plus que primordiale. Dans
un tel cas, le doigt 8b sort donc de la rainure en arrivant à P1, et la réintègre
après avoir passé le second galet 28.
[0093] Il est noté qu'une autre interruption de la rainure 22 pourrait également être réalisée
entre les points P2 et P3, sans sortir du cadre de l'invention.
[0094] En référence à présent aux figures 6a et 6b, on peut apercevoir un dispositif de
commande 1 selon une première alternative d'un second mode de réalisation préféré
de la présente invention, toutes les deux montrant le bras d'actionnement 8 dans sa
position de fermeture.
[0095] Globalement, dans ce premier mode de réalisation préféré, l'une des particularités
réside dans le fait qu'il est prévu un système d'engrenages capable d'assurer le déplacement
du second point de raccordement 8b du bras d'actionnement 8 le long de la ligne fermée
L (non montrée sur les figures 6a et 6b), de sorte qu'il n'est alors plus nécessaire
de prévoir de chemin défini structurellement sur une plaque fixe comme cela était
le cas pour le premier mode de réalisation préféré.
[0096] En effet, il est mis en oeuvre une couronne intérieure fixe 42 de rayon R1 et d'axe
central 44, ainsi qu'un satellite 46 de rayon R2 engrenant extérieurement avec cette
couronne 42, et étant agencé selon un axe central 48 parallèle à l'axe 44. Par ailleurs,
le système d'engrenages comporte également un porte-satellite 50 disposant d'un arbre
rotatif 52 agencé selon l'axe central 44, ainsi que d'un arbre 54 portant de façon
librement rotative le satellite 46. Naturellement, cet arbre 54 est agencé selon l'axe
48.
[0097] Ainsi, il est alors prévu que le second point de raccordement 8b soit constitué par
un doigt monté de façon rotative sur le satellite 46, ce doigt 8b disposant d'un axe
central 56 parallèle à l'axe 48 et espacé de celui-ci d'une distance d1.
[0098] Comme cela est le mieux visible sur la figure 6b, le doigt 8b est monté sur l'un
des flancs du satellite 46, orthogonalement à celui-ci, et bien entendu de façon excentrée.
De cette manière, on peut comprendre que la ligne fermée L définie par le doigt 8b
lors d'une mise en mouvement du système d'engrenages, prend la forme d'une courbe
hypocycloïde définie par le système d'équations suivantes, définies en fonction d'un
paramètre « t » :

[0099] Les moyens de transmission 14 sont ici aussi formés par un câble 26, maintenu en
tension durant toutes les phases du cycle de fonctionnement, et au moins un galet
28. L'extrémité 14a du câble 26 est montée de façon rotative sur le satellite 46,
de manière à pouvoir pivoter par rapport à celui-ci autour d'un axe de rotation 58
parallèle à l'axe central 48 du satellite 46, et espacé de cet axe d'une distance
d2. Comme on peut le voir sur la figure 6b, dans cette première alternative du second
mode de réalisation où les deux axes 56 et 58 sont confondus, impliquant notamment
que la distance d1 est égale à la distance d2, l'extrémité 14a peut être montée de
façon rotative sur le doigt 8b, entre le satellite 46 et le bras d'actionnement 8.
[0100] L'autre extrémité (non référencée) du câble 26 porte l'extrémité 14b des moyens 14
en appui contre l'extrémité mobile du ressort 12, ce dernier étant toujours maintenu
à l'autre de ses extrémités par l'élément fixe 16. Néanmoins, il serait possible d'utiliser
d'autres moyens de transmission connus de l'homme du métier, comme par exemple du
type lanière, sangle, courroie crantée, assemblage de bielles articulées, ruban, corde,
faisceau de fibres, etc.
[0101] Dans cette configuration, les paramètres R1, R2, d1 et d2 sont préférentiellement
fixés de manière à remplir la condition suivante :

[0102] Néanmoins, le rapport d1/R2 est préférentiellement compris entre 0,3 et 0,4.
[0103] Cela permet de donner à la ligne fermée L suivie par le doigts 8b et son axe 56,
une forme grossière de triangle équilatéral aux sommets arrondis et aux côtés légèrement
bombés, de forme convexe, comme cela est visible sur la figure 7. Sur cette même figure,
on peut également voir que les points P1, P2 et P3 sont respectivement situés au niveau
des trois sommets précités.
[0104] D'autre part, plus particulièrement en référence aux figures 6a et 6b, une autre
particularité de ce second mode de réalisation préféré est que le système d'engrenages
comporte préférentiellement une roue dentée 60 entraînée par le moteur 10 et montée
de façon librement rotative sur l'arbre rotatif 52. Cette roue 60 est destinée à être
couplée mécaniquement au porte-satellite 50 de manière à autoriser une libre rotation
de celui-ci autour de son arbre 52 lors de la phase d'ouverture du contact mobile,
et de manière à entraîner en rotation avec elle ce même porte-satellite 50 lors des
phases de réarmement du ressort et de fermeture du contact mobile.
[0105] Pour ce faire, on peut prévoir que le couplage mécanique s'effectue par l'intermédiaire
d'une rainure circulaire 62 pratiquée dans la roue 60, cette rainure étant centrée
sur l'axe 44 et réalisée seulement sur un secteur angulaire donné de cette roue.
[0106] Comme on peut l'apercevoir sur la figure 6b, la rainure 62 est traversée par l'arbre
54 du porte-satellite, ce qui implique que la roue 60 est de préférence positionnée
parallèlement entre le satellite 46 et un bras 64 du porte-satellite 50 reliant solidairement
les deux arbres 52, 54 de ce dernier.
[0107] D'autres couplages, mécaniques ou non, peuvent naturellement se substituer à celui
qui vient d'être décrit, sans sortir du cadre de l'invention.
[0108] Lorsque le doigt 8b se situe en P1 tel que cela est montré sur la figure 6a, le bras
d'actionnement 8 se trouve donc en position de fermeture, dans laquelle il est parallèle
à la direction 6a de sortie linéaire du dispositif de commande 1. Par ailleurs, on
peut également voir que les axes 44, 48, 56, 58 sont naturellement parallèles, et
situés dans un même plan diamétral de la couronne 42. Néanmoins, il est noté que cette
spécificité n'est pas nécessaire, et que dans cette configuration où le bras 8 occupe
sa position de fermeture, l'axe 58 des moyens de transmission 14 pourrait bien évidemment
être situé en dehors du plan défini par les axes 44, 48 et 56 du porte-satellite 50
et du doigt 8b.
[0109] Lorsque l'appareillage reçoit un ordre d'ouverture du contact mobile, ce dernier
est libéré par ses moyens de blocage associés, et la phase d'ouverture du contact
mobile peut alors être assurée par la libération d'énergie du ressort 12.
[0110] Durant cette phase d'ouverture, la libération d'énergie par le ressort 12 provoque
une mise en mouvement de l'extrémité 14b des moyens de transmission 14, qui entraîne
avec elle le câble 26 ainsi que le doigt 8b et l'arbre 54 qui coulisse librement dans
la rainure circulaire 62. Il est noté que la roue 60 reste immobile, puisque cette
phase n'implique pas de mise en marche du moteur 10. A titre indicatif, il est précisé
que le doigt 8b occupant le point P1 se trouve logé à proximité mais en dehors de
l'une des deux extrémités de la rainure 62, tandis que le doigt 8b occupant le point
P2 se trouve logé à proximité de l'autre des deux extrémités de cette rainure, toujours
en dehors de celle-ci.
[0111] Comme le montre la figure 7a, durant la phase d'ouverture, le satellite 46 pivote
autour de son axe central 48 en engrenant avec la couronne 42, tandis que le porte-satellite
50 pivote autour de l'axe 44, ce qui entraîne un mouvement du bras 8 qui se déplace
vers sa position d'ouverture montrée sur la figure 7b, dans laquelle le doigt 8b est
situé en P2. Pendant cette phase d'ouverture, l'arbre 54 se déplace donc librement
au sein de la rainure 62 maintenue fixement, ce déplacement s'effectuant d'une extrémité
à l'autre de la rainure 62.
[0112] Ensuite, directement après l'achèvement de la phase d'ouverture du contact mobile,
il est initié une phase de réarmement du ressort 12 ayant préalablement libéré au
moins en partie son énergie, comme le montre sa longueur représentée sur la figure
7b. Cette phase de réarmement est réalisée par l'intermédiaire d'une mise en marche
du moteur 10, conduisant à faire pivoter la roue 60 afin que l'une des extrémités
de sa rainure circulaire 62 entre au contact de l'arbre 54, et pousse ce dernier jusqu'à
ce que le doigt 8b atteigne le point P3 de la ligne fermée L. Comme cela ressort clairement
des figures, l'extrémité concernée est non pas celle occupée par le l'arbre 54 en
fin de phase d'ouverture, mais celle opposée occupée par ce même arbre 54 lorsque
le bras 8 occupe sa position de fermeture.
[0113] Comme le montre la figure 7c, une fois la phase de réarmement achevée, le ressort
12 a effectivement été comprimé, et le premier point de raccordement 8a n'a pas été
déplacé par rapport à sa position occupée lorsque le bras 8 reposait dans sa position
d'ouverture montrée sur la figure 7b. Cela permet bien entendu de conserver le contact
mobile en position ouverte durant toute la phase de réarmement du ressort.
[0114] Lorsque postérieurement à cette phase de réarmement, l'appareillage reçoit un ordre
de fermeture, il est alors initié une phase de fermeture du contact mobile, cette
phase étant réalisée par l'intermédiaire d'une mise en marche du moteur 10, conduisant
à nouveau à faire pivoter la roue 60 de sorte que l'extrémité de sa rainure 62 qui
est au contact de l'arbre 54 pousse une nouvelle fois ce dernier jusqu'à ce que le
doigt 8b atteigne le point P1, comme cela est montré sur la figure 6a. Sur cette même
figure, on peut apercevoir que le ressort 12 est resté dans un même état de compression
que celui adopté en fin de phase de réarmement, montré sur la figure 7c représentant
le bras d'actionnement 8 en position réarmée.
[0115] Dans un mode de fonctionnement normal, c'est-à-dire dans lequel tous les éléments
du système sont en état de fonctionner, la roue 60 est mise en rotation par le moteur
10 en même temps que l'ordre d'ouverture est donné. Ainsi, l'énergie cinétique acquise
par la roue 60 est réutilisée pour le début de l'opération de réarmement. Cependant,
la mise en mouvement de la roue 60 ne participe pas, ou seulement de façon peu significative,
au déplacement de l'axe 54 durant la phase d'ouverture, de sorte qu'il est effectivement
possible de considérer que le doigt 8b est déplacé durant cette même phase uniquement
sous la seule action de ressort, et non pas également indirectement par la mise en
mouvement de la roue 60.
[0116] Sans sortir du cadre de l'invention, le moteur peut cependant être mis à profit au
début de la phase d'ouverture, en complément de l'action du ressort 12, afin de satisfaire
à certaines applications requérrant un temps de réaction exceptionnellement court
de l'appareillage électrique. La non utilisation du moteur dans un tel contexte conduit
à retrouver un temps de réaction normal.
[0117] Toujours sans sortir du cadre de l'invention, le moteur peut être mis à profit pour
asservir la position, la vitesse ou l'accélération du contact mobile pendant la phase
de fermeture, asservir la position, la vitesse ou l'accélération du contact mobile
pendant la phase d'ouverture, et/ou garantir que le réarmement du ressort soit effectué
dans un laps de temps défini.
[0118] Dans un mode de fonctionnement dégradé, dans lequel le servomoteur 10 n'est pas en
état de fonctionner, la roue 60 n'est alors pas mise en mouvement. L'opération d'ouverture
se déroule tout de même comme décrit ci-dessus, sans être suivie de la phase de réarmement.
Cela procure un intérêt particulier dans le domaine de la sûreté de fonctionnement,
dans la mesure où une ouverture peut en effet être effectuée même en cas de défaillance
des auxiliaires électriques de l'appareillage.
[0119] En référence à présent aux figures 8a et 8b, on peut apercevoir un dispositif de
commande 1 selon une seconde alternative du second mode de réalisation préféré de
la présente invention, ces figures montrant le bras d'actionnement 8 dans sa position
de fermeture.
[0120] Dans cette seconde alternative, on peut voir deux différences essentielles avec la
première alternative, la première résidant dans le fait que l'axe de rotation 58 des
moyens de transmission 14 et l'axe central 56 du doigt 8b ne sont plus confondus,
mais distincts l'un de l'autre. Ainsi, l'extrémité 14a n'est plus montée de façon
pivotante sur le doigt 8b, mais sur un doigt 70 rapporté de manière librement rotative
sur un flanc du satellite 46, comme cela reste également le cas pour le doigt 8b,
à un emplacement différent de ce même satellite et de préférence à une distance différente
du centre de ce dernier.
[0121] Par ailleurs, l'autre différence est qu'en position d'ouverture, le point de raccordement
8a du bras 8 se trouve situé en dessous du doigt 8b, de sorte que la position initiale
de ce bras 8 est inversée par rapport à celle rencontrée dans la première alternative.
Plus précisément, en position d'ouverture, le point de raccordement 8a du bras 8 se
trouve situé en dessous de la portion de la ligne fermée joignant les points P1 et
P2, comme le montrent les figures 8a et 8b.
[0122] Lorsque le doigt 8b se situe en P1 tel que cela est montré sur la figure 8a, le bras
d'actionnement 8 se trouve situé parallèlement à la direction 6a de sortie linéaire
du dispositif de commande 1. Par ailleurs, on peut également voir que les quatre axes
44, 48, 56, 58 sont non seulement distincts et parallèles, mais aussi situés dans
un même plan diamétral de la couronne 42. Néanmoins, il est noté que cette spécificité
n'est pas nécessaire, et que dans cette configuration où le bras 8 occupe sa position
de fermeture, les axes 56 et 58 pourraient bien évidemment être situés en dehors du
plan défini par les axes 44 et 48 du porte-satellite 50.
[0123] Dans cette configuration, les paramètres R1, R2, d1 et d2 sont préférentiellement
fixés de manière à remplir les conditions suivantes :

[0124] Cela permet de donner à la ligne fermée L suivie par le doigt 8b et son axe 56 une
forme grossière de triangle équilatéral dont les sommets sont constitués par les points
P1, P2 et P3, et dont les côtés sont légèrement bombés, de forme concave, comme cela
est visible sur la figure 9.
[0125] Cela permet également de donner à la ligne fermée L' suivie par le doigt 70 et son
axe 58 correspondant à l'axe de rotation des moyens de transmission 14 (non représentés
sur la figure 9), une forme grossière de triangle équilatéral aux sommets arrondis
et aux côtés légèrement bombés, de forme convexe, comme cela est aussi visible sur
la figure 9.
[0126] Les autres éléments du dispositif de commande 1 sont identiques ou similaires à ceux
présentés dans le cadre de la première alternative décrite ci-dessus.
[0127] Pour ce second mode, il est également possible de prévoir des moyens de transmission
14 comportant un galet 28 supplémentaire, comme cela est montré sur la figure 10.
Ce nouveau galet 28, s'ajoutant à celui déjà décrit, se situe globalement entre les
points P1 et P2 de la ligne fermée L, à proximité de P1. De cette manière, au début
de la phase d'ouverture, ce nouveau galet 28 permet avantageusement de maintenir la
partie du câble 26 située entre le doigt 8b et ce même galet 28 sensiblement parallèle
à la trajectoire de ce même doigt 8b. La transmission des efforts fournis par le ressort
12 au doigt 8b durant le début de la phase d'ouverture est donc fortement optimisée.
[0128] En référence à présent aux figures 11a à 11c, il est montré une forme préférée de
réalisation de moyens permettant d'emmagasiner/de stocker de l'énergie en excès se
dégageant lors de la phase d'ouverture du contact mobile sous l'effet du ressort mécanique,
ces moyens étant conçus pour transférer l'énergie en excès emmagasinée vers le ressort
mécanique, lors de la phase de réarmement de ce dernier. Naturellement, ce type de
moyens décrits pour le second mode de réalisation préféré pourrait aussi s'appliquer
pour le premier mode de réalisation préféré.
[0129] On peut apercevoir que les moyens de récupération d'énergie sont basés sur un volant
d'inertie, prenant ici la forme d'une « croix de Malte » 80 qui peut tourner librement
autour d'un axe de rotation 81. Sans sortir du cadre de l'invention, l'inertie de
la croix de Malte peut être complétée par son couplage à un autre volant d'inertie
non représenté et tournant autour du même axe de rotation 81, ou éventuellement autour
d'un autre axe.
[0130] Dans un mode de réalisation préférentiel, la croix de Malte 80 est dotée d'un nombre
entier de rainures 82, orientées radialement et suffisamment larges pour permettre,
avec le minimum de frottement et de préférence sans choc, la pénétration d'un doigt
de transfert 83. Dans un premier exemple de réalisation, le doigt de transfert 83
décrit une trajectoire liée au point de raccordement 8b du bras d'actionnement. Pour
un second exemple de réalisation, le doigt de transfert 83 est un axe cylindrique
fixé orthogonalement sur le satellite 46, à une distance adaptée de son centre 48.
La trajectoire 84 du doigt de transfert 83 au voisinage de la croix de Malte 80 est
de forme convexe, comme cela est représenté en pointillés sur les figures 11a à 11c.
L'axe de rotation 81 et le diamètre de la croix de Malte 80 sont conçus pour que le
doigt de transfert 83 pénètre et quitte la rainure 82 préférentiellement de façon
tangentielle aux parois de la rainure concernée. De plus, la croix de Malte 80 est
associée à un dispositif d'indexation angulaire (non représenté) assurant le positionnement
correct d'une rainure 82 lors de l'entrée en contact du doigt de transfert 83.
[0131] En fin de phase d'ouverture, avant que la position d'ouverture du contact mobile
ne soit atteinte, le doigt de transfert 83 pénètre dans la rainure 82 comme montré
sur la figure 11a et initie la mise en rotation de la croix de Malte 80, et, par voie
de conséquence, l'emmagasinage par cette croix de l'énergie cinétique en excès, c'est-à-dire
celle non directement utilisée pour assurer le déplacement du contact mobile vers
sa position ouverte. Alors que le doigt de transfert 83 est encore engagé dans la
rainure 82 comme visible sur la figure 11b, la croix de Malte 80 atteint sa vitesse
maximale de rotation. A partir de cet instant correspondant également à la fin de
la phase d'ouverture et au début de la phase de réarmement, elle restitue, du fait
de sa vitesse importante en sortie de la phase d'ouverture, son énergie cinétique
au ressort 12 via le doigt de transfert 83 et les moyens de transmission 14. Le transfert
d'énergie vers le ressort en phase de réarmement est terminé lorsque le doigt 83 quitte
la rainure 82, tel que montré sur la figure 11c. La vitesse de rotation de la croix
de Malte 80 est alors nulle, et une nouvelle rainure 82 est en position correcte pour
accueillir à nouveau le doigt 83 et assurer un prochain transfert d'énergie, lors
du cycle de fonctionnement suivant.
[0132] Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier
aux dispositifs de commande 1 qui viennent d'être décrits, uniquement à titre d'exemples
non limitatifs. A titre d'exemple indicatif, le dispositif de commande 1 pourrait
être conçu de manière à ce que au moins certains de ses éléments soient repris de
manière symétrique par rapport à un plan parallèle à celui dans lequel le doigt 8b
se déplace.
1. Dispositif de commande (1) d'un appareillage électrique comportant un contact mobile
apte à occuper une position fermée et une position ouverte, ledit dispositif de commande
étant destiné à assurer le déplacement dudit contact mobile et comprenant un moteur
(10), un ressort mécanique (12) ainsi qu'un bras d'actionnement (8) disposant d'un
premier point de raccordement (8a) et d'un second point de raccordement (8b),
caractérisé en ce que ledit bras d'actionnement (8) est apte à occuper une position de fermeture permettant
de placer le contact mobile dans sa position fermée et dans laquelle le second point
de raccordement (8b) se situe en un point P1, une position d'ouverture permettant
de placer le contact mobile dans sa position ouverte et dans laquelle le second point
de raccordement (8b) se situe en un point P2 distinct de P1, et une position réarmée
dans laquelle le second point de raccordement (8b) se situe en un point P3 distinct
de P2 et P1, ledit dispositif de commande étant conçu pour que ledit second point
de raccordement (8b) puisse être déplacé successivement, le long d'une ligne fermée
(L) incluant lesdits points P1, P2 et P3 :
- lors d'une phase d'ouverture du contact mobile, sous l'effet dudit ressort mécanique
(12), du point P1 au point P2 ;
- lors d'une phase de réarmement du ressort mécanique (12), sous l'effet d'une mise
en marche du moteur (10) et en conservant la position ouverte du contact mobile, du
point P2 au point P3 ; et
- lors d'une phase de fermeture du contact mobile, également sous l'effet d'une mise
en marche du moteur (10), du point P3 au point P1.
2. Dispositif de commande (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est conçu de sorte que durant ladite phase de fermeture du contact mobile conduisant
à un déplacement dudit second point de raccordement (8b) du point P3 au point P1,
l'énergie stockée dans le ressort mécanique (12) ne varie pas.
3. Dispositif de commande (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite ligne fermée (L) prend grossièrement la forme d'un triangle.
4. Dispositif de commande (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite ligne fermée (L) prend grossièrement la forme d'un triangle dont les points
P1, P2, P3 constituent ses sommets.
5. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'il est conçu de sorte que ladite phase d'ouverture du contact mobile, conduisant à
un déplacement dudit second point de raccordement (8b) du point P1 au point P2, soit
réalisée uniquement sous l'effet dudit ressort mécanique (12), ou réalisée de façon
à ce que le moteur (10) assiste ledit ressort mécanique (12).
6. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'il est conçu de manière à délivrer un mouvement de sortie linéaire ou rotatif en direction
du contact mobile.
7. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que ledit moteur (10) est un servomoteur.
8. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la position du contact mobile est asservie pendant ladite phase de fermeture, par
rapport à une consigne se présentant sous la forme d'une fonction mathématique du
temps.
9. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la vitesse du contact mobile est asservie pendant ladite phase de fermeture, par
rapport à une consigne se présentant sous la forme d'une fonction mathématique du
temps.
10. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'accélération du contact mobile est asservie pendant ladite phase de fermeture,
par rapport à une consigne se présentant sous la forme d'une fonction mathématique
du temps.
11. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant d'emmagasiner de l'énergie se dégageant lors de
ladite phase d'ouverture du contact mobile sous l'effet du ressort mécanique (12),
ces moyens étant conçus pour transférer ladite énergie emmagasinée vers ledit ressort
mécanique (12), lors de ladite phase de réarmement de ce dernier.
12. Dispositif de commande (1) selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens permettant de stocker de l'énergie en excès comprennent un volant
d'inertie capable d'être mis en rotation sous l'action d'une pièce mobile, le volant
d'inertie étant tel qu'une croix de Malte (80).
13. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que ledit second point de raccordement (8b) du bras d'actionnement (8) est constitué
par un doigt guidé le long d'un chemin défini au moins partiellement matériellement
sur un corps fixe, et suivant ladite ligne fermée (L).
14. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que ledit second point de raccordement (8b) du bras d'actionnement (8) est constitué
par un doigt guidé dans une rainure (22) suivant ladite ligne fermée (L) et pratiquée
dans un corps fixe (24).
15. Dispositif de commande (1) selon la revendication 13 ou la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de transmission (14) interposés entre ledit ressort mécanique
(12) et ledit bras d'actionnement (8), lesdits moyens de transmission étant raccordés
de façon rotative sur ledit doigt (8b).
16. Dispositif de commande (1) selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission (14) prennent la forme d'une chaîne ou d'un câble
maintenu en permanence en tension durant la mise en mouvement du bras d'actionnement.
17. Dispositif de commande (1) selon la revendication 16, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission (14) prennent la forme d'une chaîne ou d'un câble
maintenu en permanence en tension durant la mise en mouvement du bras d'actionnement,
par l'intermédiaire d'au moins un galet.
18. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 13 à 19, caractérisé en ce que la portion de la ligne fermée (L) définie entre les points P1 et P2 est au moins
en partie rectiligne.
19. Dispositif de commande (1) selon la revendication 18, caractérisé en ce que la portion de la ligne fermée (L) définie entre les points P1 et P2 est rectiligne.
20. Dispositif de commande (1) selon la revendication 18 ou la revendication 19, caractérisé en ce qu'il est conçu de telle sorte que lorsque le second point de raccordement (8b) se situe
au point P1, le bras d'actionnement (8), les moyens de transmission (14) et un axe
(38) dudit ressort mécanique (12) sont alignés.
21. Dispositif de commande (1) selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il est conçu de telle sorte que lorsque le second point de raccordement (8b) se situe
au point P1, le bras d'actionnement (8), les moyens de transmission (14) et l'axe
(38) dudit ressort mécanique (12) sont alignés selon une direction définie par les
points P1 et P2.
22. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisé en ce que la portion de la ligne fermée (L) définie entre les points P1 et P2 est une portion
de forme au moins partiellement concave.
23. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisé en ce que la portion de la ligne fermée (L) définie entre les points P1 et P2 est une portion
de forme au moins partiellement convexe.
24. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 13 à 23, caractérisé en ce que les deux portions de la ligne fermée (L) définies respectivement entre les points
P2 et P3, et P3 et P1, sont des portions de forme au moins partiellement convexe.
25. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 13 à 23, caractérisé en ce que les deux portions de la ligne fermée (L) définies respectivement entre les points
P2 et P3, et P3 et P1, sont des portions de forme au moins partiellement concave.
26. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 13 à 25, caractérisé en ce qu'il comprend un premier levier de commande (30) piloté par ledit moteur (10) de manière
à pouvoir amener ledit doigt (8b) du point P2 au point P3 par contact avec ce même
doigt.
27. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 13 à 26, caractérisé en ce qu'il comprend un second levier de commande (34) piloté par ledit moteur (10) de manière
à pouvoir amener ledit doigt (8b) du point P3 au point P1 par contact avec ce même
doigt.
28. Dispositif de commande (1) selon les revendications 26 et 27 combinées, caractérisé en ce qu'il est conçu de sorte que lesdits premier et second leviers de commande (30, 34) soient
mis en mouvement simultanément par ledit moteur (10), durant les phases de réarmement
du ressort mécanique et de fermeture du contact mobile.
29. Dispositif de commande (1) selon les revendications 26 et 27 combinées, caractérisé en ce qu'il est conçu de sorte que lesdits premier et second leviers de commande (30, 34) soient
mis en mouvement indépendamment par ledit moteur (10), respectivement durant les phases
de réarmement du ressort mécanique et de fermeture du contact mobile.
30. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'engrenages pourvu d'une couronne intérieure fixe (42) de
rayon R1, d'un satellite (46) de rayon R2 engrenant extérieurement avec ladite couronne,
ainsi que d'un porte-satellite (50) disposant d'un arbre rotatif (52) agencé selon
un axe central (44) de ladite couronne intérieure (42), ledit second point de raccordement
(8b) du bras d'actionnement (8) étant constitué par un doigt monté de façon rotative
sur ledit satellite (46), celui-ci disposant d'un axe central (48) parallèle à un
axe central (56) du doigt et espacé de ce dernier axe d'une distance d1.
31. Dispositif de commande (1) selon la revendication 30, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de transmission (14) interposés entre ledit ressort mécanique
(12) et ledit bras d'actionnement (8), lesdits moyens de transmission étant raccordés
de façon rotative sur ledit satellite (46) de manière à pouvoir pivoter par rapport
à celui-ci autour d'un axe de rotation (58) parallèle à l'axe central (48) du satellite
(46) et espacé de ce dernier axe d'une distance d2.
32. Dispositif de commande (1) selon la revendication 31, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission (14) prennent la forme d'une chaîne ou d'un câble
maintenu en permanence en tension durant la mise en mouvement du bras d'actionnement
(8).
33. Dispositif de commande (1) selon la revendication 32, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission (14) prennent la forme d'une chaîne ou d'un câble
maintenu en permanence en tension durant la mise en mouvement du bras d'actionnement
(8), par l'intermédiaire d'au moins un galet.
34. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 30 à 33,
caractérisé en ce que les paramètres R1 et R2 sont fixés de manière à remplir la condition suivante :
35. Dispositif de commande (1) selon la revendication 34,
caractérisé en ce que les paramètres R1 et R2 sont fixés de manière à remplir la condition suivante :
36. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 31 à 35, caractérisé en ce que ledit axe de rotation (58) des moyens de transmission (14) et ledit axe central (56)
du doigt (8b) sont confondus, impliquant que les paramètres d1 et d2 sont égaux.
37. Dispositif de commande (1) selon la revendication 36,
caractérisé en ce que les paramètres R1, R2 et d1 sont fixés de manière à remplir la condition suivante
:
38. Dispositif de commande (1) selon la revendication 37,
caractérisé en ce que les paramètres R1, R2 et d1 sont fixés de manière à remplir la condition suivante
:
39. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 31 à 35, caractérisé en ce que ledit axe de rotation (58) des moyens de transmission (14) et ledit axe central (56)
du doigt (8b) sont distincts.
40. Dispositif de commande (1) selon la revendication 39,
caractérisé en ce que les paramètres R1, R2, d1 et d2 sont fixés de manière à remplir les conditions suivantes
:
41. Dispositif de commande (1) selon la revendication 40,
caractérisé en ce que les paramètres R1, R2, d1 et d2 sont fixés de manière à remplir les conditions suivantes
:
42. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 30 à 41, caractérisé en ce que ledit système d'engrenages comporte en outre une roue dentée (60) entraînée par ledit
moteur (10) et montée de façon rotative sur ledit arbre rotatif (52) du porte-satellite
(50), ladite roue dentée étant couplée mécaniquement audit porte-satellite de manière
à autoriser une libre rotation de celui-ci autour de son arbre lors de la phase d'ouverture
du contact mobile durant laquelle ledit doigt (8b) est déplacé du point P1 au point
P2 sous l'effet du ressort mécanique (12), et de manière à entraîner en rotation avec
elle ce même porte-satellite (50) lors des phases de réarmement du ressort et de fermeture
du contact mobile, durant lesquelles le doigt (8b) est respectivement déplacé des
points P2 à P3, et des points P3 à P1, sous l'effet de la mise en marche du moteur
(10) entraînant la rotation de ladite roue dentée (60).
43. Dispositif de commande (1) selon la revendication 42, caractérisé en ce que ladite roue dentée (60) est couplée mécaniquement audit porte-satellite (50) par
l'intermédiaire d'une rainure circulaire (62) pratiquée sur un secteur angulaire de
ladite roue, et traversée par un arbre du porte-satellite (54) portant de façon librement
rotative ledit satellite (46) et étant agencé selon l'axe central (48) de ce dernier.
44. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 30 à 43, caractérisé en ce que le moteur (10) est prévu pour assister le ressort (12) durant la phase d'ouverture.
45. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 30 à 44, caractérisé en ce que le moteur (10) est prévu pour assister le ressort (12) durant une partie seulement
de la phase d'ouverture.
46. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 30 à 45, caractérisé en ce que le moteur (10) est prévu pour assister le ressort (12) et permet, durant la phase
d'ouverture, d'asservir la position du contact mobile par rapport à une consigne se
présentant sous la forme d'une fonction mathématique du temps.
47. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 30 à 46, caractérisé en ce que le moteur (10) est prévu pour assister le ressort (12) et permet, durant la phase
d'ouverture, d'asservir la vitesse du contact mobile par rapport à une consigne se
présentant sous la forme d'une fonction mathématique du temps.
48. Dispositif de commande (1) selon l'une quelconque des revendications 30 à 47, caractérisé en ce que le moteur (10) est prévu pour assister le ressort (12) et permet, durant la phase
d'ouverture, d'asservir l'accélération du contact mobile par rapport à une consigne
se présentant sous la forme d'une fonction mathématique du temps.
49. Appareillage électrique comportant un contact mobile apte à occuper une position fermée
et une position ouverte, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes.
50. Procédé de commande d'un appareillage électrique
caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif de commande selon l'une quelconque des
revendications 1 à 48, ledit procédé comportant les étapes successives suivantes :
- ouverture du contact mobile, sous l'effet dudit ressort mécanique (12), du point
P1 au point P2 ;
- réarmement du ressort mécanique (12), sous l'effet d'une mise en marche du moteur
(10) et en conservant la position ouverte du contact mobile, du point P2 au point
P3 ; et
- fermeture du contact mobile, également sous l'effet d'une mise en marche du moteur
(10), du point P3 au point P1.